1.三网合一

电信网络、广播电视网络、计算机网络（最基础最重要发展最快）

2.Internet

名为国际互联网、因特网，指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定互连网，采用TCP/IP

协议族作为通信的规则，前身为美国的ARPANET

2.1互连网！=互联网

internet（互连网）是通用名词，泛指多个计算机网络互连的计算机网络，网络之间的协议可以任意选择

2.2 互联网

特点：连通性、资源共享（共享软件（数据）、硬件）

互联网基础结构发展的三个阶段

第一个阶段：1969~1990 最初只是一个单个的分组交换网，不是一个互连网

第二个阶段：1985~1993 三级结构主干网、地区网、校园网

第三个阶段：1993~现在

出现了互联网服务提供者ISP：提供接入到互联网的服务但收取费用

全球范围多层次ISP结构：主干ISP、地区ISP和本地ISP

互联网交换节点IXP：允许两个网络相互直接相连并快速交换分组

内容提供者：在互联网上向所有用户提供视频/等内容的公司

2.3 互联网+

新的经济形态（互联网+各个传统行业）

把互联网的创新成果深度融入到各个经济社会各个领域

3.计算机网络

3.1概念

广义：只要能够实现远程信息处理的系统或能进一步达到资源共享的系统，都是计算机网络

资源共享观点：以能够相互共享资源的方式互连起来的自洽计算机系统的集合

用户透明性观点：存在一个能为用户自动管理资源的网络操作系统，它能调用用户所需要的资源，而整个网络就像一个大的计算机系统一样对用户是透明的，描述了一个分布式系统，它是未来网络发展追求的目标

3.2组成

从组成部分来看：一个完成的计算机网络由硬件、软件、协议组成。硬件主要有主机（也称为端系统）、通信链路（如双绞线、光纤）、交换设备（如路由器、交换机等）和通信处理机（如网卡）等组成。软件主要包含各种实现资源共享的软件和方便用户使用的各种工具软件（如网络操作系统、邮件收发系统）。软件部分属于应用层。协议是计算机网络的核心，如同交通规则制约汽车驾驶一样，协议规定网络传输数据时遵循的规范

从工作方式来看：计算机网络（主要指Internet，即因特网）可以分为边缘部分和核心部分。边缘部分由所有连接到因特网上、供用户直接使用的主机组成，用来进行通信（如传输数据、音频或视频）和资源共享；核心部分由大量的网络和连接这些网络的路由器组成，分组转发是网络核心部分最重要的功能，它为边缘部分提供连通性和交换服务

从功能组成来看：计算机网络主要由通信子网和资源子网组成。通信子网由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议，它使得网络具有数据传输、交换、控制和存储的功能，实现联网计算机之间的数据通信。资源子网是实现资源共享功能的设备及其软件的集合，向网络用户提供共享其他计算机上的硬件资源、软件资源、和数据资源的服务

3.3功能

数据通信、资源共享、分布式处理、提高可靠性、负载均衡

3.4分类

按分布范围分：

广域网（WAN）：广域网提供长距离通信，运送主机所发送的数据；广域网是因特网的核心部分。连接广域网的各个结点的交换机的链路一般都是高速链路，具有较大的通信容量

城域网（MAN）：城域网覆盖范围一般是几个街区或者整个城市，大多采用以太网的技术，因此也并入广域网的讨论之中

局域网（LAN）：局域网一般用微机或工作站通过高速线路相连，覆盖范围较小，传统上，局域网采用广播技术，广域网采用交换技术

个人区域网（PAN）：个人区域网是指在个人工作的地方将消费电子设备用无线技术连接起来的网络，也称为无限个人区域网（WPAN）

按照网络的使用者分：

共用网：按规定缴纳费用的人都可以使用的网络

专用网：为特殊业务服务建造的网络

用来把用户接入到互联网的网络（AN）

接入网AN（Access NetWork）既不属于核心部分也不属于边缘部分是本地ISP拥有的网络

又称为本地接入网或居民接入网，用于将用户接入互联网，是从某个用户端系统到本地ISP的第一个路由器之间的网络，从覆盖范围来看，很多接入网都属于局域网

3.5端系统通信的方式

C/S模式（客户-服务器模式）

描述的是进程之间服务与被服务之间的关系，客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方

客户与服务器的连接建立后，通信是双向的，客户和服务器都可以发送、接收数据

对等方式连接P2P

两台主机在连接时不区分服务器和主机

只要都运行了P2P软件，就可以进行平等的、对等连接通信，本质上看本身即是服务器又是主机

4.互联网的标准化工作

4.1标准化组织

互联网协会ISOC—国际性组织

互联网体系结构研究委员会IAB—技术组织

互联网研究部IRTF（研究需要长期考虑的问题如协议、应用、体系结构）

互联网工程部（研究每个领域中某个特定的中期、短期的工程问题，协议的开发和标准化）

4.2标准发布

所有互联网标准都是以RFC的形式在互联网上发表

面向公众：所有的RFC文档都可以从互联网上免费的下载下来，并且任何人都可以以邮件的形式提建议

但是并非所有的RFC文档都是互联网标准，只有少部分RFC文档最后才会变为互联网标准

RFC文档按照发表顺序的先后编号，如RFC9293是TCP标准

5.典型的交换技术

5.1电路交换

电路交换技术分为三个阶段：

连接建立：建立一条专用的物理通路（由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成）

数据传输：主叫和被叫双方互通电话（一直占用通信资源）

连接释放：释放刚才占用的物理通路（归还通信资源）

从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态的分配传输线路的资源。电路的交换的关键是，在数据传输的过程中，用户始终占用端到端的固定的传输宽带

5.3报文交换

数据交换的单位是报文，报文携带目标地址、源地址等信息。报文交换咋交换结点采用的是存储转发的传输方式

优点：

无需连接：报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路。不存在建立连接时延，用户可以随时发报文

动态分配线路：当发送方把报文交给交换设备时，交换设备先存储整个报文，然后选择一条合适的空闲线路，将报文发送出去

提高线路的可靠性、利用率

提供多目标服务

缺点：由于数据要经历存储转发的过程，因此会引发转发时延报文

报文交换的大小没有限制，所以要求网络结点有较大的缓存空间

5.2分组交换（互联网的核心）

采用存储转发，但解决了报文交换中大报文传输的问题，分组交换限制了每一次传送的数据块大小的上限，把大的数据块划分为合理的小数据块，再加上一些必要的控制信息构成分组。网络结点根据控制信息把分组送到下一个结点，下一个结点接收到分组后，暂时保存并排队等待传输，然后根据分组控制信息选择它的下一个结点，直到达到目的结点。接收端收到报文后剥离首部得到还原成原来的报文

分组在互联网中的转发

位于互联网核心部分的路由器负责分组转发，即进行分组交换

根据首部中含有的目标地址，源地址等重要信息进行转发

每一个分组在互联网中独立选择传输路径

路由器要创建和动态的维护转发表

比较

三种数据交换方式的比较，要传送的数据量很大并且传送时间大于呼叫时间时，采用电路交换更为合适。端到端的通路由多段链路组成时，采用分组交换传送数据更为合适。分组交换比报文交换的时延小，尤其适合于计算机之间突发式数据通信

6.计算机网络在我国的发展

中国电信互联网 CHINANET

中国联通互联网 UNINET

中国移动互联网 CMNET

中国教育和科研计算机网CRENET

中国科学技术网CSTNET

7.计算机网络的性能指标

速率（Speed）

数据的传输速率，也称为数据率或比特率 ，通常把最高的数据传输速率称为带宽

带宽（BandWidth）

时域中，在单位时间内网络中某信道所能通过的“最高传输速率”，单位bit/s

频域中，某个信号具有的频带宽度，单位是赫，主要用于通信领域，某信道允许通过的信号频道宽度

两者本质是相同的，一条通信链路的带宽越宽，其所能传输的最高数据率也越高

吞吐量（throughput）

单位时间内通过某网络的实际数据量，受网络带宽和网络额定速率影响

有时候可以用每秒传输的字节数或帧数来表示

时延（delay）

指数据（一个报文、分组甚至是比特）从网络的一端传输到另一端所需要的总时间

发送时延：也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到最后一个比特发送完毕所需要的时间、

发送时延=分组长度（数据帧长度 bit）/发送速率（bit/s）

传播时延:电磁波在信道传播一定的距离需要花费时间，即一个比特从链路的一端传播到另一端需要的时间

传播时延=信道长度（米）/信号在信道上的传播速率（米/秒）

处理时延

主机或者路由器在收到分组时，为了处理分组（如分析首部、提取数据。参数校验）所花费的时间

排队时延

分组在路由器输入输出队列中等待处理和转发所经历的时延

对于高速链路，提高的仅仅是发送速率而非比特在链路上的传播速率，为了减少发送时延

时延带宽积

时延带宽积=时延带宽*带宽

链路的时延带宽积又称为以比特位单位的链路长度

管道中的比特数表示从发送端发出但尚未到达接收端的比特数，只有在代表链路的管道都充满比特时，链路才得到充分的使用

往返时延

表示发送方发送完数据，到发送发收到接收方收到发送方的确认信息

在互连网中，往返时间还包括各中间结点的处理时延、排队时延以及转发数据时的发送时延

利用率

信道利用率 某信道有百分之几的时间是被利用的 有数据通过时间/（有+无）数据通过时间

网络利用率 全信道利用率的加权加权平均值

8.计算机网络非性能特征

费用、质量、可靠性、标准化、管理和维护、可扩展性和可升级性

9.计算机网络体系结构与参考模型

我们把计算机网络的各层及其协议的集合称为网络的体系结构。换言之，计算机网络的体系结构就是这个计算机网络及其所完成的功能的精确定义，它是计算机网络中的层次、各层协议及层间接口的集合。

协议

协议，控制两个对等实体进行通信的规则的集合。协议由语法、语义、同步三部分组成，一个完成的协议通常应该具有线路管理（建立、释放连接）差错控制、数据转换等功能

语法：数据与控制信息的结构和格式

语义：需要发出何种控制信息、完成何种动作、以及做出何种响应

同步（时序）：事件顺序的详细说明

层次性协议结构：ARPANET的研究表明：对于非常复杂的计算机网络协议，其结构应该是层次式的

OSI参考模型

国际标准化组织（ISO）提出的网络体系结构，称为开放系统互连参考模型（OSI/RM）通常简称为OSI七层参考模型

五层协议

应用层

任务：通过应用进程间的交互来完成特定网络应用

协议：定义的是应用进程间通信和交互规则 如DNS,HTTP,SMTP

把应用层交换的数据称为报文

传输层

任务：负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务

协议：

传输控制协议 TCP（面向连接、可靠的 数据传输 传输的单位是报文段）

用户数据报协议 UDP（提供无连接的尽最大努力的数据传输服务，不保证可靠性 传输单位是用户数据报）

网络层

为分组交换网上不同的主机提供通信服务

两个具体任务：

路由选择：通过一定的算法，在互联网的每一个路由器上，生成一个用来分组转发的转发表

转发：每一个路由器在接收一个分组后，要依据转发表中指明的路径分组转发到下一个结点

互联网是由很多异构网络通过路由器相互连接来的

互联网使用的网络层协议是无连接的网际协议IP和许多种路由选择协议，因此互联网的网络层也就网际层或IP层

IP协议分组也叫IP数据报，或简称数据报

数据链路层

任务：实现相邻结点之间的可靠通信，将网络层传来的IP数据报组装成帧，传输单元是帧

物理层

物理层传输的是比特，主要考虑如何用信号表示数据

传递信息用到的一些物理媒体，如双绞线、光缆等并不在物理层协议中而在物理层协议之下

对等层和协议数据单元（PDU）

OSI参考模型将对等层之间传输的数据单元称为该层的协议数据单元(PDU)

任何两个相同的层次把PDU通过水平虚线直接传递给对方、这就是所谓的对等层的通信

各层协议实际上是在各个对等层之间传递数据时各项规定，协议适用于对等层

实体

实体表示任何可以发送和接收信息的硬件和软件进程

在协议的控制下，两个对等实体之间的通信使得本层能够向上一层提供服务

要实现本层协议，还需要使用下层提供的服务

接口

接口是同一结点内相邻两层交换信息的连接点，是一个系统内部的规定。每层只能Wie紧邻的层次之间定义接口，不能跨层定义接口。

IDU是Interface Data Unit接口数据单元，IDU指的是在相邻层接口间传送的数据单元，它是由SDU和一些控制信息组成。

服务

服务是指下层为紧密的上层提供的功能调用，它是垂直的。对等实体在协议的控制下，使得本层能够为上一层提供服务，但是要实现 本层协议还需要使用下一层提供的服务

上层使用下层所提供的功能的时候必须与下层交换一些命令，这些命令在OSI模型中称为服务原语

服务访问点SAP

在同一系统中相邻两层实体进行交互的地方

SAP是一个抽象的概念，它实际上就是一个逻辑接口（就像一个封装好的函数，不关心实现功能的内部）

OSI将层与层之间交换的数据的单位称为服务单元数据SDU

本层的PDU可以转化为下一层的SDU

接口、协议、服务三者关系

习题

不属于计算机网络功能的是（D）

A 提高系统的可靠性 B 提高工作效率

C 分散数据的综合处理 D 使各个计算机相互独立（更加紧密）

计算机网络的拓扑结构取决于（C）

A 资源子网 B 路由器 C 通信子网 D 交换机

拓扑结构主要是指的是通信子网的拓扑结构，通信子网包括物理层、数据链路层、网络层、而诸如集线器、交换机和路由器分别工作在物理层、数据链路层、网络层

在n个结点的星形拓扑结构中有（n-1）条物理链路

关于广播式网络说法错误的是（D）

A 共享广播信道 B 不存在路由器选择的问题

C 可以不要网络层 D 不需要服务访问点

广播式网络共享广播信道，通常是局域网的一种通信方式（局域网工作在数据链路层），因此不需要网络层，所以也不存在路由选择的问题。但数据链路层使用物理层的服务必须通过服务访问点实现

下列（B）是分组交换网络的缺点

A 信道利用率低 B 附加信息开销大

C 传播时延大 D 不同规格的终端很难通信

（B）不是对网络模型进行分层的目标

A 提供标准语言 B 定义功能执行的方法

C 定义标准界面 C 增加功能之间的独立性

当数据由端系统A传送到端系统B时，不参与数据封装工作的是（A）

A 物理层 B 数据链路层 C 网络层 D 表示层

物理层都以0,1比特流的形式透明的传输数据链路层递交的帧。网络层和表示层都为上层提交的数据加上首部，数据链路层为上层提交的数据加上首部和尾部，然后提交给下一层，物理层不存在下一层所以不进行封装

在OSI参考模型中，可同时提供无线连接服务和面对面连接服务的是（C）

A 物理层 B 数据链路层 C 传输层 D 表示层

只有传输层即以上的各层的通信才称为端到端，会话层管理不同主机间进程的对话，而传输层实现应答。分组排序和流量控制功能

TCP/IP参考模型的网络层提供（无连接不可靠的数据服务）

TCP/IP的网络层向上指提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。IP首部如果是面向连接的，那么应该有建立连接到字段，但是没有；如果是可靠的，那么至少应该有序号和校验和两个字段，但是IP分组头中没有。通常可靠的有连接的应用一般由传输层的TCP实现

在OSI参考模型中，路由器出现在网络层，交换机出现在链路层，集线器出现在物理层

在OSI参考模型中，实现两个相邻结点间的流量控制的是数据链路层

数据链路层是相邻结点之间的流量控制

网络层是整个网络的流量控制

传输层是端到端的流量控制